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套管修補(bǔ)系統(tǒng)在面對諸如套管泄漏或腐蝕等獨(dú)特的油井完整性問題時，能為作業(yè)者大幅減少停工時間。十年前，當(dāng)油價處于高位且環(huán)境影響的優(yōu)先級較低時，作業(yè)者在面對一口產(chǎn)量不佳的油井時，會直接關(guān)閉油井，然后在新的區(qū)域開始鉆井。但時代在變，如今不能再這樣了。相反，我們現(xiàn)在必須應(yīng)對的問題是，如何在有效應(yīng)對這個日益老化的行業(yè)的同時切實減少環(huán)境影響。
生產(chǎn)問題可能在油井生命周期的任何階段出現(xiàn)，這增加了運(yùn)營的復(fù)雜性。不可預(yù)測的地層或受損地層可能導(dǎo)致鉆井問題，像設(shè)備故障等運(yùn)營挑戰(zhàn)也可能造成干擾。值得注意的是，成熟油井更有可能遇到挑戰(zhàn)并需要進(jìn)行干預(yù)，而這可能會對油井的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)可行性產(chǎn)生重大影響。
尋找解決方案
傳統(tǒng)解決方案，包括常規(guī)襯管或套管柱，一直是行業(yè)解決此類問題并隔離油井內(nèi)問題區(qū)域的方法。然而，這些工具存在自身缺陷，它們會顯著減小井筒內(nèi)徑（ID），從而對生產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響。隨著作業(yè)者為了可持續(xù)性而尋求延長現(xiàn)有油井的壽命，在不影響作業(yè)者目標(biāo)的情況下隔離區(qū)域至關(guān)重要。
雖然可能沒有解決整個行業(yè)當(dāng)前面臨問題的萬能辦法，但迄今為止的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)找到了在不影響鉆井能力的情況下延長現(xiàn)有油井生命周期的方法。特別是可膨脹管技術(shù)，可用于應(yīng)對關(guān)鍵的井下挑戰(zhàn)并維持油井完整性，同時還具有顯著的可持續(xù)性優(yōu)勢。
與常規(guī)襯管或套管柱不同，可膨脹系統(tǒng)將井筒內(nèi)徑的損失降至最低，這意味著可以修復(fù)問題區(qū)域而不會對生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響。對于遇到套管泄漏或腐蝕等獨(dú)特挑戰(zhàn)的成熟油井來說，這一點尤為重要。該技術(shù)的應(yīng)用最終意味著，由于成本因素原本可能被視為不可行的油藏，作業(yè)者仍可繼續(xù)從中開采。
使用匹配性能的材料和密封件，可膨脹套管襯管的現(xiàn)代應(yīng)用能夠承受壓裂環(huán)境和深井中遇到的高處理壓力和誘導(dǎo)熱負(fù)荷。此外，可膨脹套管修補(bǔ)片被證明是有優(yōu)勢的，因為它們允許有針對性地一次性加固油井，無需進(jìn)行大規(guī)模的井筒干預(yù)，兼具成本和時間效率。
這些技術(shù)的現(xiàn)代應(yīng)用在全球各地都能看到，但最近在得克薩斯州的例子展示了可膨脹管對油氣行業(yè)的關(guān)鍵益處。這個南部州是美國化石燃料生產(chǎn)的中心地帶，每年生產(chǎn)美國超過 43% 的石油。二疊紀(jì)盆地和鷹福特頁巖中的頁巖地層使得克薩斯州成為常規(guī)和非常規(guī)油氣開采的熱點地區(qū)。然而，這個美國最大的產(chǎn)油州也有許多老化油井，這些油井越來越需要進(jìn)行干預(yù)和修復(fù)。
鷹福特地區(qū)的套管修補(bǔ)部署
在鷹福特地區(qū)最近的一個項目中，Coretrax（油氣完整性和油井優(yōu)化領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者）利用一種專有套管修補(bǔ)片來解決油井完整性問題。該地區(qū)的一家大型作業(yè)者在一口 5½ 英寸、23 磅 / 英尺的生產(chǎn)襯管內(nèi)進(jìn)行實時壓裂作業(yè)時，需要應(yīng)對套管泄漏問題。
經(jīng) Coretrax 工程師初步檢查后，ReLine MNS（一種專有套管修補(bǔ)片，見圖 1）被選為最合適的解決方案，它提供了較大的膨脹后內(nèi)徑以及針對性的干預(yù)措施。
 
圖 1. ReLine MNS 技術(shù)是一項關(guān)鍵創(chuàng)新，它提供了一種一次性解決方案，無需磨鞋就能包覆并密封各種井筒完整性問題，且內(nèi)徑損失極小。
ReLine MNS 技術(shù)是一項關(guān)鍵創(chuàng)新，它提供了一種一次性解決方案，無需磨鞋就能包覆并密封各種井筒完整性問題，且內(nèi)徑損失極小，同時還具備高抗內(nèi)壓和抗外擠強(qiáng)度等級。這種套管完井系統(tǒng)專為連接管柱部署而設(shè)計，可覆蓋 30 英尺至 10,000 英尺的長短區(qū)間。它可以配置為在各種內(nèi)徑限制條件下進(jìn)行膨脹和密封，使成熟井筒能夠重新完井。
與其他可膨脹系統(tǒng)不同的是，下入工具配置允許襯管在多種負(fù)載條件下進(jìn)行膨脹。重要的是，在錨固頂部密封并通過內(nèi)管柱從襯管中退出之前，它可以保持在中立位置。這種中立負(fù)載條件對于井下惡劣壓裂環(huán)境中的可靠性至關(guān)重要。
在這個案例中，襯管下入井筒并定位在受損區(qū)域上方。利用液壓缸，使套管向外膨脹，緊貼現(xiàn)有套管并形成牢固的密封。這不僅實現(xiàn)了有效的隔離，還帶來了顯著的油井完整性益處，防止了受影響區(qū)域未來出現(xiàn)問題。
采用獨(dú)特的壓裂密封進(jìn)行金屬對金屬錨固，能夠承受高壓應(yīng)用，隨后在 12,000 磅 / 平方英寸的壓力測試中取得了成功。該解決方案為襯管提供了一次性安裝設(shè)計，可隔離泄漏點，且在膨脹后無需進(jìn)行二次下入磨鞋作業(yè)。作業(yè)者在部署后下入了長距離壓裂橋塞來對油藏進(jìn)行增產(chǎn)改造。Coretrax 還提供了油井性能診斷，確保產(chǎn)量恢復(fù)到干預(yù)前的水平。
早期干預(yù)避免了油井出現(xiàn)低產(chǎn)情況，贏得了作業(yè)者的信任，此后該作業(yè)者又與 Coretrax 開展了多個項目。從提交最初的客戶請求到完成作業(yè)，整個過程不到 24 小時，使作業(yè)者能夠重新啟動壓裂作業(yè)。這體現(xiàn)了可膨脹技術(shù)在提供有效隔離解決方案方面的顯著效率優(yōu)勢，讓原本可能被廢棄的油井得以繼續(xù)使用。
基于腐蝕應(yīng)用且允許潛油電泵通過
可膨脹套管修補(bǔ)片適用于多種應(yīng)用場景，可支持解決各種油井完整性和井下問題。這項專有技術(shù)可用于應(yīng)對老化油井的腐蝕問題。與上述案例類似，Coretrax 被派往西得克薩斯州二疊紀(jì)盆地，為一家作業(yè)者提供支持。該客戶需要隔離超過 2,300 英尺的 5½ 英寸、17 磅 / 英尺的腐蝕油井套管。
在該地區(qū)，由于圣安德烈斯地層中二氧化碳（CO?）和硫化氫（H?S）含量較高，腐蝕成為老化油井的一個關(guān)鍵障礙。客戶意識到，相較于多次進(jìn)行使用壽命較短的擠注修復(fù)，采用永久性解決方案來減輕腐蝕部分的影響更為可取。由于其無鞋式設(shè)計，Coretrax 的專有 ReLine MNS 套管修補(bǔ)片（見圖 2）再次被確定為修復(fù)油井的關(guān)鍵解決方案，膨脹后無需鉆出。
 
圖 2. 可膨脹管技術(shù)正被證明是油氣行業(yè)的變革性技術(shù)，為作業(yè)者應(yīng)對行業(yè)內(nèi)一些最棘手的井下挑戰(zhàn)提供了多功能解決方案。
經(jīng)過詳細(xì)的前期規(guī)劃，Coretrax 工程師與作業(yè)者密切合作，確保 ReLine MNS 系統(tǒng)能夠有效部署。襯管在油井的腐蝕區(qū)域成功進(jìn)行了膨脹，工程師在腐蝕套管上方和下方選擇的完好套管處設(shè)置了密封。安裝完成后，它具備高抗內(nèi)壓和抗外擠強(qiáng)度等級，且內(nèi)徑損失極小。
安裝后，系統(tǒng)進(jìn)行了壓力測試，確認(rèn)了修復(fù)部分的完整性，確保油井能夠恢復(fù)運(yùn)營。較大的膨脹后內(nèi)徑尤為有利，因為它允許潛油電泵（ESP）通過膨脹后的襯管，確保生產(chǎn)能夠順利重啟。通過部署 ReLine MNS 系統(tǒng)，作業(yè)者的停工時間極短，油井迅速恢復(fù)上線，最大限度地提高了生產(chǎn)效率。該解決方案的永久性也消除了未來進(jìn)行修復(fù)的需要，避免了因修復(fù)導(dǎo)致的高昂運(yùn)營延誤成本。
可膨脹管技術(shù)正在成為油氣行業(yè)的變革性技術(shù)，為作業(yè)者應(yīng)對行業(yè)內(nèi)一些最棘手的井下挑戰(zhàn)提供了多功能解決方案。隨著全球能源行業(yè)朝著更環(huán)保的解決方案邁進(jìn)，這些先進(jìn)系統(tǒng)使作業(yè)者能夠延長現(xiàn)有油井的壽命，優(yōu)化生產(chǎn)，進(jìn)而將這個傳統(tǒng)上碳足跡較大的行業(yè)的環(huán)境影響降至最低。通過減少對新鉆井的需求并降低碳排放，可膨脹管技術(shù)在維持能源安全和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之間架起了橋梁。